JP3460200B2 - キャリッジ移動機構 - Google Patents

キャリッジ移動機構

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JP3460200B2
JP3460200B2 JP25574695A JP25574695A JP3460200B2 JP 3460200 B2 JP3460200 B2 JP 3460200B2 JP 25574695 A JP25574695 A JP 25574695A JP 25574695 A JP25574695 A JP 25574695A JP 3460200 B2 JP3460200 B2 JP 3460200B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機等の光学装置に
設けられ、レンズやミラーを搭載して移動するキャリッ
ジに関し、より詳しくは、精密な位置決めと姿勢の維持
が要求されるキャリッジの移動機構に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機のアナログ光学系において、固定
原稿台を持つものは、第1、第2走行体が原稿台の下で
直線往復運動を行い、また、変倍機構を持つものは、レ
ンズキャリッジ、ミラーキャリッジがレンズ光軸方向に
直線移動する機構を備える。さらに、原稿の設置方法が
レンズ光軸に原稿の中心を合わせる原稿中央基準でなく
原稿台の一端に原稿の端面を突き当てて設置する原稿端
面基準であるときは、レンズは光軸と直角の方向にも移
動する必要があり、このためにキャリッジ上でレンズが
光軸と直角の方向に直線運動する移動機構を備えている
複写機もある。
【0003】これらの直線移動機構は、結像性能を確保
するために精度の高い位置決めを必要とするが、そのた
めに従来はガイドロッド方式が多く採用されてきた。
【0004】図4は、このガイドロッド方式の構成を示
す図である。同図に示すように、レンズ1はキャリッジ
2に搭載され、キャリッジ2は、レンズ光軸3の方向に
直線移動する。キャリッジ2には、ガイドロッド案内部
4が設けられ、この中を光軸3と平行なガイドロッド5
が貫通し、キャリッジ2が摺動自在になっている。
【0005】ガイドロッド5は、光学ベース6に設置さ
れたガイドロッド受台7,7に両端を支持されている。
キャリッジ2のガイドロッド案内部4とは反対側に、キ
ャリッジ支持部8が備わっており、光学ベース6上にて
キャリッジ2を支持し、キャリッジ移動時には摺動す
る。
【0006】キャリッジ2の図の下端左側にワイヤ10
の一端が係止され、このワイヤ10は駆動プーリ11及
び従動プーリ12を巻回して他端がスプリング手段13
の右端にに係止され、スプリング手段13の左端がキャ
リッジ2の下端右側に係止されている。駆動プーリ11
はギヤ列14などを介し、図示しないモータにより正逆
双方向に回転される。
【0007】ところで、上記のガイドロッド方式は、高
価になるため、最近は図5に示す板金レール方式を採用
するものが増加している。図4と共通する構成には同じ
符号を付している。
【0008】板金レール方式では、キャリッジ2に溝状
のレール案内部15を形成し、ここに板金をL型に曲げ
て形成したレール16を挿入し、キャリッジ2がレール
16に沿って移動自在にしたものである。レール16は
光学ベース6に固定されている。
【0009】図6は板金レール方式におけるレール案内
部15の詳細を示す図である。レール案内部15には、
対向する2対のガイド部材18がレール16を挟んで離
間して配置されており、合計4つのガイド部材18は、
仮想線に示す細長い長方形19の各角に位置しており、
レール16に対するキャリッジ2の位置決め及び摺動部
となり、キャリッジ2の直線運動のガイドを行う。通常
ガイド部材18は、コスト及び摺動性の理由よりキャリ
ッジ2に一体で、モールド成形される。
【0010】板金レール方式では、キャリッジ2の上下
方向の支持をガイドロッド5に代わり複数のキャリッジ
支持部17により行い、キャリッジ移動時にはこれらが
光学ベース6との間で摺動する。図には、2つのキャリ
ッジ支持部17を設けた例を示す。
【0011】以上の構成の違いにより、ガイドロッド方
式に対し板金レール方式では、摺動部が多いので摺動負
荷が大きくなり勝ちであり、また、ガイド部材18のレ
ール16に対する接触面積が小さいことにより、経時的
にも摺動部の磨耗により負荷は増大する傾向にある。
【0012】一方、レール16とガイド部材18との間
隙は、精度の高い位置決めを行うためには、なるべく詰
める必要があるが、レール16の真直度や板厚のばらつ
きにより、あまり間隙を詰めすぎると、摺動負荷が増大
し、前述したように本来的に負荷が大きいという特徴と
相俟って、キャリッジのロックが発生するおそれが生じ
る。かといって、負荷の増大を回避するために、レール
16とガイド部材18との間隙を拡げると、位置決めの
精度が低下してしまう。
【0013】つぎに、ワイヤを用いるキャリッジの駆動
方式について述べる。一般に、ワイヤを用いる直線駆動
では、第1にワイヤが安価、第2に軽量、第3に構造の
簡単な平プーリが使える、第4に端部形状が自在で締結
し易い、といったメリットがある。その反面、ワイヤに
張力を与えるためのスプリング手段が必要で、駆動プー
リの回転方向により、以下説明するように、駆動力に差
が生じるというデメリットもある。
【0014】図6において、駆動プーリ11が反時計方
向に回転すると、スプリング手段13は引っ張られ、縮
もうとする力がワイヤ10に働くので、ワイヤ10の張
力は増加し、駆動プーリ11に巻き付いたワイヤ10の
スリップは起こりにくい。
【0015】しかし、駆動プーリ11が時計方向に回転
すると、スプリング手段13は圧縮され、伸びようとす
る力がワイヤ10に働くので、ワイヤ10の張力は低下
し、駆動プーリ11とワイヤ10とのスリップが起こり
易くなる。
【0016】すなわち、摺動負荷の大きくなり勝ちな板
金レール方式では、ワイヤ10の張力が低下する方向に
駆動力が加わると、スリップが起こり易くなり、キャリ
ッジ2の位置決めが不正確になるおそれがある。これに
対して、摺動の妨げにならないようにレール案内部15
の対向するガイド部材18の間隙を拡げると、キャリッ
ジ2の傾きが起こって、位置決めが不正確になる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
の解決を図ったもので、キャリッジを高精度に位置決め
でき、しかもキャリッジのロックの発生のおそれのない
キャリッジ移動機構を提供することを目的としている。
【0018】本発明の別の目的は、ワイヤとプーリで駆
動するキャリッジ移動機構において、ワイヤとプーリと
の間でのスリップが起こりにくい装置を提供することを
目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、レンズ、ミラー等を搭載して直線移動す
るキャリッジが、離間して配置された2対の対向するガ
イド部材を有し、該ガイド部材の対向する間隙内にレー
ルをはさみ込むことでキャリッジの直線移動用ガイドと
し、駆動プーリに巻回されたワイヤと、該ワイヤに張力
を付与するスプリング手段とによりキャリッジをレール
に沿って進退させ、キャリッジを位置決めして停止する
ときは常に一方向に向かって移動して停止する制御を行
うキャリッジ移動機構において、キャリッジの移動方向
が前記一方向のときに、キャリッジに加わる回転モーメ
ントによってキャリッジとレールとが所定の角度になっ
てキャリッジを正規の姿勢に保ち、キャリッジの移動方
向が前記一方向と逆方向のときに、キャリッジに加わる
回転モーメントがキャリッジの姿勢を正規の角度から傾
斜させ、前記対向するガイド部材の上記レールをはさみ
込む間隙が、前記正規の姿勢のときにくらべ傾斜した姿
勢のときの方が広くなることを特徴としている。
【0020】または、キャリッジの移動方向が前記一方
向であるときに、キャリッジに加わる上記回転モーメン
トの作用により上記2対のガイド部材のうち、対角関係
にある2つのガイド部材が上記レールに当接し、これら
2つのガイド部材の間隙がレールの板厚と等しくなる構
成とすることができる。
【0021】または、上記対向するガイド部材がレール
の長手方向にオフセットされている構成や、上記ガイド
部材の頂点が平行四辺形の頂点に置換できる位置に配置
されている構成としてもよい。
【0022】さらに、キャリッジの移動方向が前記一方
向であるときに、上記スプリング手段の作用によりワイ
ヤに加わる張力が増加し、キャリッジの移動方向が前記
一方向と逆方向であるときに、上記スプリング手段の作
用によりワイヤに加わる張力が減少する構成とすること
が望ましい。
【0023】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図1は、本発明のキャリッジ移動機構の構成を示し
た図である。大部分は従来例で示したものと同じで、本
発明では、レール案内部15に設けられるガイド部材2
0(20a,20b,20c,20d)の配置を変えた
ことに特徴を有する。
【0024】離間して配置された相対向する2対のガイ
ド部材20aと20b及び20cと20dには、レール
16の長さ方向にオフセット量aが与えられている。ま
た、20aと20bの間隔bはレール16の板厚tより
僅かに大きくしている。
【0025】また、図1ではキャリッジ2は位置決めさ
れた状態で、キャリッジ2はレール16と直交した状態
を示している。そして、ガイド部材20a及びこれと対
角関係にある20dとがレール16に当接している。す
なわち、この状態がキャリッジの正規の姿勢であり、傾
きが0であるという。
【0026】キャリッジ2の傾きが0のとき、ガイド部
材20aと20dとの間隔は、レールの厚さtに等し
い。また、ガイド部材20cと20dとの間隔cは、上
記のbより僅かに大きくしている。図示の実施例におけ
る上記a,b,c,tの数値を示すと、ガイド部材20
aと20c間の距離(ガイドスパン)が43mmで、a
=1.5mm、b=1.24mm、c=1.5mm、t
=1.20mmであった。
【0027】図2及び図3により作用を説明する。駆動
プーリ11(図6参照)の回転方向が反時計方向の場
合、図2(a)に示すように、ワイヤ10は矢印Aの方
向に動き、キャリッジ2は矢印Bの方向に移動する。こ
のときキャリッジ2には矢印R方向のモーメントが働
き、ガイド部材20aと20dとがレール16に当接す
る。そして、このときキャリッジ2はレール16と直交
し、正規の姿勢となる。キャリッジ2が矢印Bの方向へ
の移動が完了し、停止したときもこの姿勢は保たれる。
【0028】このときガイド部材20aと20bとの間
の距離bはレールの板厚tより僅かしか大きくないの
で、板厚tなどの部品寸法のばらつきや駆動時の振動等
によりレール案内部15の摺動抵抗が増加するおそれが
あるが、このときのワイヤ10の張力は、スプリング手
段13を引っ張る力が加わって増加しているので、スリ
ップが起こりにくく、移動は正確に行える。
【0029】駆動プーリ11の回転方向が時計方向の場
合、図2(b)に示すように、ワイヤは矢印A´の方向
に動き、キャリッジ2は矢印B´の方向に移動する。こ
のときキャリッジ2には矢印L方向のモーメントが働
く。また、ガイド部材20cと20dとの間隙も、レー
ル16の板厚tより十分に大きいので、キャリッジ2は
レール16に対して直交する位置を保持できず、(b)
に示すように傾く。
【0030】図3は、図2(a),(b)におけるガイ
ド部材20a,20b,20c,20dの頂点を平行四
辺形の頂点に置換して模式的に描いた図である。この図
から分かるように、(a)と(b)とを比較すると、ガ
イド部材20aと20bとの間隙eは、オフセット量a
があるので、bよりさらに大きくなる。そのため、この
ときの駆動力がスプリング手段13を縮め、ワイヤ10
の張力を低下させるので、ワイヤ10とプーリ11との
間のスリップが発生し易くなるにも拘わらず、摺動抵抗
の増加が抑えられ、キャリッジ2の動作は不正確にはな
らない。
【0031】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
対向するガイド部材の上記レールをはさみ込む間隙が、
位置決めのために移動する正規の姿勢のときにくらべ、
反対方向に移動するときの方が広くなるので、キャリッ
ジのロックが起こりにくくなる。対向するガイド部材に
オフセット量を設けることによって、位置決めのために
移動する正規の姿勢のときにくらべ、反対方向に移動す
るときの方を広くし易い。
【0032】また、キャリッジの移動方向が位置決めの
ために移動する方向であるときに、キャリッジに加わる
上記回転モーメントの作用により上記2対のガイド部材
のうち、対角関係にある2つのガイド部材が上記レール
に当接する構成とすれば、キャリッジの姿勢を高精度に
制御でき、正確な位置決めができるようになる。
【0033】また、キャリッジの移動方向が位置決めの
ための移動方向であるときに、スプリング手段の作用に
よりワイヤに加わる張力が増加し、キャリッジの移動方
向が逆方向のときに、上記スプリング手段の作用により
ワイヤに加わる張力が減少する構成とすれば、ワイヤの
スリップを防止しながら正確な位置決めができ、しかも
逆方向に移動する場合にもワイヤのスリップを防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のキャリッジ移動機構の要部構成を示す
図である。
【図2】本発明のキャリッジ移動機構の作用を説明する
図で、(a)は位置決めする移動方向、(b)はその逆
方向の移動を説明する図である。
【図3】本発明のガイド部材とレールとの位置関係を模
式的に示した図で、(a)は位置決めする移動方向、
(b)はその逆方向の図である。
【図4】従来のキャリッジ移動機構で、ガイドロッド方
式の構成を示す図で、(a)は上面図、(b)は側面図
である。
【図5】従来のキャリッジ移動機構で、板金レール方式
の構成を示す図で、(a)は上面図、(b)は側面図で
ある。
【図6】図5のキャリッジ移動機構におけるガイド部材
周辺の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
2 キャリッジ 10 ワイヤ 11 駆動プーリ 13 スプリング手段 16 レール 20 ガイド部材 R,L 回転モーメント a オフセット量 b,c,d ガイド部材の間隙 t レールの板厚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−233465(JP,A) 特開 昭59−111141(JP,A) 特開 平2−91628(JP,A) 特開 昭63−144339(JP,A) 特開 昭63−144340(JP,A) 実開 平3−26127(JP,U) 実開 昭60−65745(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 27/00 - 27/80

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズ、ミラー等を搭載して直線移動す
    るキャリッジが、離間して配置された2対の対向するガ
    イド部材を有し、該ガイド部材の対向する間隙内にレー
    ルをはさみ込むことでキャリッジの直線移動用ガイドと
    し、駆動プーリに巻回されたワイヤと、該ワイヤに張力
    を付与するスプリング手段とによりキャリッジをレール
    に沿って進退させ、キャリッジを位置決めして停止する
    ときは常に一方向に向かって移動して停止する制御を行
    うキャリッジ移動機構において、 キャリッジの移動方向が前記一方向のときに、キャリッ
    ジに加わる回転モーメントによってキャリッジとレール
    とが所定の角度になってキャリッジを正規の姿勢に保
    ち、 キャリッジの移動方向が前記一方向と逆方向のときに、
    キャリッジに加わる回転モーメントがキャリッジの姿勢
    を正規の角度から傾斜させ、 前記対向するガイド部材の上記レールをはさみ込む間隙
    が、前記正規の姿勢のときにくらべ傾斜した姿勢のとき
    の方が広くなることを特徴とするキャリッジ移動機構。
  2. 【請求項2】 請求項1において、キャリッジの移動方
    向が前記一方向であるときに、キャリッジに加わる上記
    回転モーメントの作用により上記2対のガイド部材のう
    ち、対角関係にある2つのガイド部材が上記レールに当
    接し、これら2つのガイド部材の間隙がレールの板厚と
    等しくなることを特徴とするキャリッジ移動機構。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、上記対向する
    ガイド部材がレールの長手方向にオフセットされている
    ことを特徴とするキャリッジ移動機構。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれかにおいて、上
    記ガイド部材の頂点が平行四辺形の頂点に置換できる位
    に配置されていることを特徴とするキャリッジ移動機
    構。
  5. 【請求項5】 請求項1から4のいずれかにおいて、キ
    ャリッジの移動方向が前記一方向であるときに、上記ス
    プリング手段の作用によりワイヤに加わる張力が増加
    し、キャリッジの移動方向が前記一方向と逆方向である
    ときに、上記スプリング手段の作用によりワイヤに加わ
    る張力が減少することを特徴とするキャリッジ移動機
    構。
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